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消防车具有轮压荷载值大、作用位置不确定等特点，是地下室顶板及消防通道结构设计的主要活荷载，设计中通常采用等效均布荷载的方式来考虑其影响。
规范在确定消防车等效均布荷载时，采用的消防车重为30吨，而在设计高层建筑结构的地下室顶板时常常需要考虑更高吨位的消防车，其等效均布荷载的取值见仁见智。本文针对目前高层建筑灭火中使用较多的63吨重型消防车，探讨在3~9m跨度时，正方形双向板的等效均布荷载标准值的合理取值。
一、概念理解：等效均布荷载
在进行结构设计时，为了便于计算，一般采用均布荷载来代替楼面上不连续分布或空间位置随时间改变的实际荷载，但所得结构荷载效应仍需与实际的荷载效应保持一致。
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012（下文简称“规范”）中对等效方法的规定：
对于楼板的等效均布荷载的计算，“规范”中的具体做法：
局部荷载与等效均布荷载引起的四边简支板中心最大弯矩Mmax相等。
二、消防车等效均布荷载取值
2.1 影响因素
“规范”表5.1.1中给出的消防车作用下的楼板等效均布活荷载标准值取值如下，介于3~6m跨按线性插值取值。
资料表明，等效均布荷载的取值受下列因素影响：
在上述考量的基础上，本文针对目前高层建筑中使用较多的63吨重型消防车，探讨在3~9m跨度时，正方形双向板的等效均布荷载标准值的合理取值。
2.2 消防车规格对比
2.3 消防车最不利布置
“规范”中计算等效均布荷载时，考虑了2台消防车的影响。结合实际情况，前后两车不会同时出现在同一板跨内，只考虑横向最多出现2车并排的情况。
根据影响线理论，确定2台消防车并排时的最不利布置，示例如下：
2.4 计算结果
利用SAP2000中的薄壳单元进行有限元模拟，得到四边简支板的主弯矩云图，以9m跨度板的结果为例，如下所示：
2.5 结果与讨论
1）针对30t消防车的计算结果表明，计算值与规范值吻合良好，证明模拟方法可靠；
2）63t消防车的等效均布荷载随跨度增加逐渐降低，且通常比规范值大；而在板跨3m时比规范值略小，原因是两种情况下处于板内的车轮均为后轮，轮数和轮布置基本相同，但63t消防车的单轮重更小。
结论：
1）虽然63t消防车整车较重，但车轮数量增多，车前后轴距更长，且其前后轮重的差异更小，总体来看荷载分布更均匀。因此和30t消防车相比，其等效均布荷载并不是等比例放大的。
2）63t消防车的楼板等效均布荷载标准值保守可取规范值的1.5倍，在楼板跨度较大或较小时可适当降低。对于现在高定位的商业综合体，地下室顶板跨度一般为9x9m左右，增大系数取1.1基本就可以。
3）实际消防现场中，高吨位消防车出现两车并排的可能性很低，且越大吨位消防车四周需要更多操作空间，因此本文按2台63t消防车并排计算得到的结果是偏于安全的。
4）资料表明，板的长宽比不一致时，相同跨度下，等效均布荷载随长宽比增大而减小，因此按正方形双向板计算的结果用于其它板也是偏于安全的。
作者简介：陈家丰
建研科技工程咨询设计院结构所
哈尔滨工业大学硕士
结构工程专业
审核：夏 昊
小编：张同天
勘察设计大师、规范主编
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